DE9203586U1 - Screw for fastenings with precisely definable tightening torque and screwing tool for such a screw - Google Patents

Description

BeschreibungDescription

Die Neuerung bezieht sich auf Schrauben und richtet sich insbesondere auf unter Ausübung eines genau vorbestimmten Drehmoments festzuziehende Schrauben, deren Kopf wenigstens eine Angriffsfläche für ein Schraubwerkzeug aufweist.The innovation relates to screws and is aimed in particular at screws which are to be tightened using a precisely predetermined torque and whose head has at least one engagement surface for a screwing tool.

Bei bekannten Schrauben können derartige Angriffsflächen an der Außenseite des Kopfs oder als Innenflächen eines sich axial in den Schraubenkopf hinein erstreckenden Sacklochs ausgebildet sein. Zu den vorwiegend in Gebrauch befindlichen Arten von Schraubenköpfen gehört der Sechskantkopf, der Vierkantkopf, der Doppelsechskantkopf, bei welchem in einer zur Achse der Schraube lotrechten Ebene zwei gleich große, um 30 zueinander verdrehte Sechskantprofile ausgebildet sind, der Doppelvierkantkopf, bei welchem zwei um 45 zueinander verdrehte Vierkantprofile ausgebildet sind, der Vierkant-Inbuskopf, der Sechskant-Inbuskopf, der Doppelvierkant-Inbuskopf, der Doppelsechskant-Inbuskopf, der Doppeldreikant-Inbuskopf, bei welchem in einem Sackloch in einer zur Achse der Schraube lotrechten Ebene zwei gleich große, um 60 zueinander verdrehte, gleichseitige Dreiecksprofile ausgebildet sind, und der Kreuzschraubenkopf. In known screws, such attack surfaces can be formed on the outside of the head or as inner surfaces of a blind hole extending axially into the screw head. The types of screw heads that are predominantly in use include the hexagon head, the square head, the double hexagon head, in which two hexagon profiles of equal size rotated by 30 to each other are formed in a plane perpendicular to the axis of the screw, the double square head, in which two square profiles rotated by 45 to each other are formed, the square Allen head, the hexagon Allen head, the double square Allen head, the double hexagon Allen head, the double triangular Allen head, in which two equilateral triangular profiles of equal size rotated by 60 to each other are formed in a blind hole in a plane perpendicular to the axis of the screw, and the Phillips screw head.

Bei allen vorstehend erwähnten bekannten Arten von Schraubenköpfen sind die Angriffsflächen für ein Schraubwerkzeug nicht als echte Radialflächen ausgebildet, d.h. sie liegen nicht in durch die Achse der Schraube verlaufenden Ebenen. Dementsprechend wirken die beim Festziehen solcher Schrauben mittels des Schraubwerkzeugs ausgeübten Kräfte nicht lotrecht auf die Angriffsflächen ein. Die nicht lotrecht auf die Angriffsflächen einwirkenden Komponenten der Anzugskraft bewirken dabei eine Verformung der miteinander in Berührung befindlichen Flächen der Schraube und des Schraubwerkzeugs, so daß sich das tatsächlich ausgeübte Anzugs-Drehmonent nicht genau ermitteln läßt. Um diesem Mangel zu begegnen, werden die Angriffsflächen amIn all the known types of screw heads mentioned above, the contact surfaces for a screwing tool are not designed as genuine radial surfaces, i.e. they do not lie in planes that run through the axis of the screw. Accordingly, the forces exerted when tightening such screws using the screwing tool do not act perpendicularly on the contact surfaces. The components of the tightening force that do not act perpendicularly on the contact surfaces cause a deformation of the surfaces of the screw and the screwing tool that are in contact with one another, so that the tightening torque actually exerted cannot be determined precisely. In order to counteract this deficiency, the contact surfaces on the

Schraubenkopf bzw. im Sackloch des Schraubenkopfs sowie die Angriffsflächen der Schraubwerkzeuge auf äußerst enge Toleranzen bearbeitet, um auf diese Weise möglichst große Kontaktflächen zu erhalten und so die die Verformung verursachende spezifische Flächenbelastung herabzusetzen. Dies heißt in anderen Worten, daß das durch Maßabweichungen hervorgerufene Spiel zwischen dem Schraubwerkzeug einerseits und den Angriffsflächen am oder im Schraubenkopf auf das kleinstmögliche Maß verringert wird. Auf der anderen Seite erschweren die äußerst engen Fertigungstoleranzen das Ansetzen des Schraubwerkzeugs am Schraubenkopf, insbesondere im Falle von automatisch geführten Schraubwerkzeugen. Die vorstehend erwähnte Unmöglichkeit, das Anzugs-Drehmoment hochgenau zu ermitteln, erschwert oder verbietet darüber hinaus die Verwendung solcher Schrauben für Verbindungen einer im Bereich der Zugfestigkeit liegenden axialen Vorbelastung der Schrauben. In derartigen Fällen können die an den Angriffsflächen des Schraubwerkzeugs und des Schraubenkopfs auftretenden dauernden Verformungen sowohl die Schrauben als auch das Schraubwerkzeug für eine sachgemäße Arbeit unbrauchbar machen.The screw head or the blind hole of the screw head and the contact surfaces of the screwing tools are machined to extremely narrow tolerances in order to obtain the largest possible contact surfaces and thus reduce the specific surface load that causes the deformation. In other words, this means that the play caused by dimensional deviations between the screwing tool on the one hand and the contact surfaces on or in the screw head is reduced to the smallest possible level. On the other hand, the extremely narrow manufacturing tolerances make it difficult to place the screwing tool on the screw head, especially in the case of automatically guided screwing tools. The above-mentioned impossibility of determining the tightening torque with high accuracy also makes it difficult or impossible to use such screws for connections with an axial preload of the screws that is in the range of the tensile strength. In such cases, the permanent deformation occurring on the contact surfaces of the screwing tool and the screw head can make both the screws and the screwing tool unusable for proper work.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, insbesondere im Falle von Kreuzschlitzschrauben, den Angriffsflächen des Schraubwerkzeugs eine mit der Schraube koaxiale konische Gestalt zu geben, um so selbst im Falle äußerst enger Fertigungstoleranzen das Ansetzen des Schraubwerkzeugs zu erleichtern. Auch dabei besteht jedoch weiterhin das Problem, daß die beim Festziehen der Schraube ausgeübten Kräfte nicht genau lotrecht auf die Angriffsflächen der Schraube selbst und des Schraubwerkzeugs einwirken.It has also already been suggested, particularly in the case of Phillips screws, to give the contact surfaces of the screwing tool a conical shape that is coaxial with the screw, in order to make it easier to position the screwing tool even in the case of extremely tight manufacturing tolerances. However, the problem still remains that the forces exerted when tightening the screw do not act exactly perpendicularly on the contact surfaces of the screw itself and the screwing tool.

Im Bestreben, die vorstehend erläuterten Mängel zu beseitigen, hat die Anmelderin in der italienischen Gebrauchsmusteranmeldung 52845-B/84 eine für das Festziehen mit einem genau vorbestimmten Drehmoment geeignete Schraube vorgeschlagen, bei welcher das für den Angriff eines Schraubwerkzeugs bestimmte Teil, d.h. also die Außenseite des Schraubenkopfs„oder, ein im Schraubenkopf ausgebildetesIn an effort to remedy the deficiencies described above, the applicant has proposed in the Italian utility model application 52845-B/84 a screw suitable for tightening with a precisely predetermined torque, in which the part intended for engagement with a screwing tool, i.e. the outside of the screw head"or, a

Sackloch, ein mehrfach gelapptes Profil aufweist, dessen Lappen genau radial verlaufende, ebene Flankan haben, welche in durch die Achse der Schraube hindurch verlaufenden Ebenen liegen, wobei die Außenfläche des für den Angriff des Schraubwerkzeugs bestimmten Teils konisch oder pyramidenförmig ausgebildet ist. Das Schraubwerkzeug hat eine komplementäre sich verjüngende Form und ein dem mehrfach gelappten Profil des Angriffsteils der Schraube entsprechendes Profil mit radial verlaufenden Flanken.Blind hole, has a multi-lobed profile, the lobes of which have precisely radial, flat flanks, which lie in planes passing through the axis of the screw, with the outer surface of the part intended for the attack of the screwing tool being conical or pyramid-shaped. The screwing tool has a complementary tapered shape and a profile corresponding to the multi-lobed profile of the attack part of the screw with radial flanks.

Diese bereits früher von der Anmelderin vorgeschlagene Lösung ist geeignet, die vorstehend anhand von bekannten Ausbildungen erläuterten Schwierigkeiten zu beseitigen, da einerseits die beim Anziehen der Schrauben ausgeübten Kräfte genau lotrecht auf die radial verlaufenden Flanken einwirken, and da andererseits die konische Gestaltung der Angriffsflächen der Schraube und des Schraubwerkzeugs die Einhaltung übermäßig enger Toleranzen bei der Fertigung der Schrauben und des Schraubwerkzeugs erübrigt. Ein zusätzlicher Vorteil dieser bekannten Lösung ergibt sich daraus, daß die die benachbarten Lappen des mehrfach gelappten Profils miteinander verbindenden Flächen entsprechend den Seiten eines auf die Achse der Schraube zentrierten Vielecks angeordnet sind, so daß sich die Schraube notfalls auch mittels eines ein entsprechendes Profil aufweisenden herkömmlichen Schraubwerkzeugs anziehen oder lösen läßt. Im typischen Fall ist eine solche Schraube so ausgebildet, daß sie im Notfall mittels eines herkömmlichen Sechskant-Schraubwerkzeugs drehbar ist.This solution, which was previously proposed by the applicant, is suitable for eliminating the difficulties explained above with reference to known designs, since on the one hand the forces exerted when tightening the screws act exactly perpendicularly on the radial flanks, and on the other hand the conical design of the attack surfaces of the screw and the screwing tool makes it unnecessary to comply with excessively tight tolerances when manufacturing the screws and the screwing tool. An additional advantage of this known solution arises from the fact that the surfaces connecting the adjacent lobes of the multi-lobed profile are arranged according to the sides of a polygon centered on the axis of the screw, so that the screw can also be tightened or loosened in an emergency using a conventional screwing tool with a corresponding profile. In the typical case, such a screw is designed in such a way that it can be rotated in an emergency using a conventional hexagon screwing tool.

Ungeachtet der vorstehend erläuterten Vorteile hat sich die zuvor von der Anmelderin vorgeschlagene Lösung nicht in allen möglichen Anwendungsfällen als voll befriedigend erwiesen, und zwar vorwiegend aufgrund der konischen Gestaltung der miteinander in Eingriff zu bringenden Angriffsflächen des Schraubwerkzeugs und der Schraube. Falls es nämlich beim Anziehen einer ein Sackloch mit entsprechenden Angriffsflächen aufweisenden Schraube dazu kommt, daß die Spitze äesrSrchraubwerkzeugs abbricht, wieDespite the advantages explained above, the solution previously proposed by the applicant has not proved to be fully satisfactory in all possible applications, mainly due to the conical design of the engagement surfaces of the screwing tool and the screw that are to be brought into engagement with one another. If, when tightening a screw with a blind hole with corresponding engagement surfaces, the tip of the screwing tool breaks off, as

dies insbesondere bei automatisch arbeitenden Schraubvorrichtungen der Fall sein kann, dann läßt sich die abgebrochene Spitze nur äußerst schwierig aus dem Schraubenkopf entfernen. Ferner ergeben sich auch Schwierigkeiten bei der Formung von konischen Sacklöchern. Bei einem sehr spitzen Konuswinkel kann der für die Formung des Sacklochs verwendete Preßstempel leicht abbrechen. Andererseits darf der Konuswinkel aber auch nicht zu groß sein, da sonst die Größe der radialen Angriffsflächen übermäßig verringert würde. Die Gefahr des Abbrechens des Preßstempels ergibt sich daraus, daß der konische Stempel in ein vorgeformtes Sackloch im Schraubenkopf getrieben wird, ohne dabei seitlich ausweichen zu können. Aufgrund des unvermeidlichen seitlichen Spiels zwischen dem den Preßstempel tragenden Spannfutter der Presse und den dazugehörigen Gleitführungen kommt es zu Quer bewegungen des Spannfutters, welche nach einer Anzahl von Arbeitsspielen zum Abbrechen des Preßstempels führen können, da dieser im Schraubenkopf festgehalten ist und den Quer bewegungen daher nicht zu folgen vermag.This can be the case especially with automatic screwing devices, and the broken tip is extremely difficult to remove from the screw head. There are also difficulties in forming conical blind holes. If the cone angle is very acute, the press ram used to form the blind hole can easily break off. On the other hand, the cone angle must not be too large, as otherwise the size of the radial contact surfaces would be excessively reduced. The risk of the press ram breaking off arises from the fact that the conical ram is driven into a pre-formed blind hole in the screw head without being able to move sideways. Due to the unavoidable lateral play between the press chuck carrying the press ram and the associated sliding guides, transverse movements of the chuck occur, which can lead to the press ram breaking off after a number of working cycles, as it is held in the screw head and is therefore unable to follow the transverse movements.

Ein Ziel der vorliegenden Neuerung ist die Beseitigung der vorstehend genannten verbleibenden Mängel der zuvor von der Anmelderin vorgeschlagenen Lösung unter Erhalt der durch diese erzielten Vorteile.One aim of the present innovation is to eliminate the above-mentioned remaining deficiencies of the solution previously proposed by the applicant, while retaining the advantages achieved by it.

Zur Erreichung dieses Ziels schafft die Neuerung eine Schraube zum Herstellen von Verbindungen mit einer genau vorherbestimmten Anzugskraft, welche gekennzeichnet ist durch die Kombination folgender Merkmale:To achieve this goal, the innovation creates a screw for making connections with a precisely predetermined tightening force, which is characterized by the combination of the following features:

a) ein am Kopf der Schraube ausgebildetes Angriffsteil für ein Schraubwerkzeug weist in einer zur Achse der Schraube lotrechten Ebene ein mehrfach gelappten Profil auf, mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung in Winkelabständen angeordneten, sich radial auswärts erstreckenden Lappen, welche jeweils zwei wenigstens teilweise in zwei durch die Achse der Schraube verlaufenden Ebenen liegendea) an engagement part for a screwing tool formed on the head of the screw has a multi-lobed profile in a plane perpendicular to the axis of the screw, with a number of lobes arranged at angular intervals in the circumferential direction, extending radially outwards, each of which has two at least partially lying in two planes running through the axis of the screw

radiale Flanken sowie ein die radial äußeren Ränder der beiden Flanken des jeweiligen Lappens miteinander verbindendes, zentrisches Flächenteil aufweisen, wobei die einzelnen Lappen über zur Achse der Schraube parallele, ebene Flächenteile miteinander verbunden sind,have radial flanks and a central surface part connecting the radially outer edges of the two flanks of the respective lobe, whereby the individual lobes are connected to one another via flat surface parts parallel to the axis of the screw,

b) die die zentrischen Flächenteile der Lappen des mehrfach gelappten Profils darstellenden Bereiche des Angriffsteils für das Schraubwerkzeug sind Teile einer imaginären zylindrischen oder prismatischen Fläche, deren Erzeugende parallel zur Achse der Schraube verläuft, undb) the areas of the engaging part representing the central surface parts of the lobes of the multi-lobed profile for the screwing tool are parts of an imaginary cylindrical or prismatic surface whose generatrix runs parallel to the axis of the screw, and

c) die Schraube ist vorzugsweise bestimmt für den Angriff eines Schraubwerkzeugs, dessen Angriffsteil ein demjenigen des Angriffsteils der Schraube komplementäres Profil mit einer konischen oder pyramidenförmigen Außenfläche aufweist,c) the screw is preferably intended for engagement with a screwing tool, the engagement part of which has a profile complementary to that of the engagement part of the screw with a conical or pyramid-shaped outer surface,

Die Ausbildung eines Angriffsteils am Kopf der Schraube mit zur Achse der Schraube parallelen Erzeugenden beseitigt die vorstehend genannten Nachteile im Hinblick auf Fertigungsschwierigkeiten, und die Verwendung eines Schraubwerkzeugs mit konischer Außenfläche in Verbindung mit dem im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisenden Angriffsteil der Schraube beseitigt die bisher bestehenden Schwierigkeiten hinsichtlich der Entfernung einer gegebenenfalls abgebrochenen Spitze des Schraubwerkzeugs.The formation of an engagement part on the head of the screw with generatrix parallel to the axis of the screw eliminates the above-mentioned disadvantages with regard to manufacturing difficulties, and the use of a screwing tool with a conical outer surface in conjunction with the engagement part of the screw having an essentially cylindrical shape eliminates the difficulties which previously existed with regard to the removal of a possibly broken tip of the screwing tool.

Um das Ansetzen des Schraubwerkzeugs am Angriffsteil des Schraubenkopfs zu erleichtern, weist ein Endabschnitt des Schraubwerkzeugs vorzugsweise eine stärker konisch zulaufende Form auf als das übrige Teil. Im Falle beispielsweise eines ein Sackloch aufweisenden Schraubenkopfs hat das Schraubwerkzeug vorzugsweise einen stumpf zulaufenden Endabschnitt, welcher sich mühelos in das Sackloch einführen läßt.In order to make it easier to place the screwing tool on the engaging part of the screw head, one end section of the screwing tool preferably has a more conical shape than the rest of the part. In the case of, for example, a screw head with a blind hole, the screwing tool preferably has a blunt end section, which can be easily inserted into the blind hole.

Ferner sind die Abmessungen der Schraube und des Schraubwerkzeugs vorzugsweise so gewählt, daß beim Aufsetzen der Spitze des Schraubwerkzeugs auf dem Boden des SacklochsFurthermore, the dimensions of the screw and the screwing tool are preferably selected so that when the tip of the screwing tool is placed on the bottom of the blind hole

selbst noch an der Mündung des Sacklochs, an welcher Stelle das Schraubwerkzeug aufgrund seiner konischen Form einen größeren Durchmesser aufweist als im Bereich der Spitze, ein radiales Spiel zwischen dem Schraubwerkzeug und der Wandung des Sacklochs verbleibt. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die gegebenenfalls abgebrochene Spitze des Schraubwerkzeugs jederzeit mühelos aus dem Sackloch entfernen läßt.Even at the mouth of the blind hole, where the screwing tool has a larger diameter than in the area of the tip due to its conical shape, there is still radial play between the screwing tool and the wall of the blind hole. This ensures that the tip of the screwing tool, if it breaks off, can be easily removed from the blind hole at any time.

Im übrigen sind sämtliche Vorteile der zuvor von der Anmelderin vorgeschlagenen Schrauben bei der neuerungsgemäßen Schraube erhalten, einschließlich der Möglichkeit, die Schraube im Notfall mittels eines herkömmlichen Schraubwerkzeugs mit Polygonprofil anzuziehen oder zu lösen.Furthermore, all the advantages of the screws previously proposed by the applicant are retained in the screw according to the innovation, including the possibility of tightening or loosening the screw in an emergency using a conventional screwing tool with a polygonal profile.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnng erläutert. Es zeigen:In the following, examples of the innovation are explained using the drawing. They show:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansicht einer Schraube in einer Ausführungsform der Neuerung,Fig. 1 is a partially sectioned oblique view of a screw in an embodiment of the innovation,

Fig. 2 eine Schrägansicht einer Schraube in einer anderen Ausführungsform der Neuerung,Fig. 2 is an oblique view of a screw in another embodiment of the innovation,

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,Fig. 3 is a sectional view along the line III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schrägansicht eines Teils eines Schraubwerkzeugs zur Verwendung an der Schraube nach Fig. 1,Fig. 4 is an oblique view of part of a screwing tool for use on the screw according to Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht des Angriffs des Schraubwerkzeugs nach Fig. 4 an der Schraube nach Fig. 1,Fig. 5 is a sectional view of the engagement of the screwing tool according to Fig. 4 on the screw according to Fig. 1,

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt entlang der Line VI-VI in Fig. 5 undFig. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in Fig. 5 and

Fig. 7, 8 und 9 verschiedene Darstellungen einer Schraube in einer weiteren Ausführungsform der Neuerung.Fig. 7, 8 and 9 different representations of a screw in a further embodiment of the innovation.

Eine in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Schraube hat einen Gewindeschaft 2 und einen Kopf 3, in dessen Stirnfläche 4 ein axiales Sackloch 5 für den Angriff eines Schraubwerkzeugs 6 (Fig. 4) ausgebildet ist.A screw, designated as a whole with 1 in Fig. 1, has a threaded shaft 2 and a head 3, in the front face 4 of which an axial blind hole 5 is formed for the engagement of a screwing tool 6 (Fig. 4).

Wie man in Fig. 3 erkennt, hat das für den Angriff des Schraubwerkzeugs 6 bestimmte Sackloch 5 ein mehrfach gelapptes Profil 7 mit einer Anzahl von in gegenseitigen Winkelabständen in Umfangsrichtung ausgebildeten Lappen, deren jeder zwei in zwei durch die Achse 9 der Schraube verlaufenden Ebenen liegende radiale Flanken 8 und einen die radial äußeren Enden der beiden Flanken 8 miteinander verbindenden zentrischen Wandabschnitt 10 aufweist. Einwärts sind einander benachbarte Lappen des mehrfach gelappten Profils 7 über innere Wandabschnitte 11 miteinander verbunden.As can be seen in Fig. 3, the blind hole 5 intended for the engagement of the screwing tool 6 has a multi-lobed profile 7 with a number of lobes formed at mutual angular distances in the circumferential direction, each of which has two radial flanks 8 lying in two planes running through the axis 9 of the screw and a central wall section 10 connecting the radially outer ends of the two flanks 8. Inwards, adjacent lobes of the multi-lobed profile 7 are connected to one another via inner wall sections 11.

Wie man in Fig. 1 erkennt, sind die Lappen des mehrfach gelappten Profils als radiale Nuten 12 in der Innenwand des Sacklochs 5 ausgebildet. Jede Nut 12 hat eine dem vorstehend genannten zentrischen Wandabschnitt 10 entsprechende Bodenwand 13 und zwei den Flanken 8 des Profils entsprechende Seitenwände 14, welche wenigstens zum Teil in durch die Achse 9 der Schraube verlaufenden Radialebenen liegen.As can be seen in Fig. 1, the lobes of the multi-lobed profile are designed as radial grooves 12 in the inner wall of the blind hole 5. Each groove 12 has a bottom wall 13 corresponding to the above-mentioned central wall section 10 and two side walls 14 corresponding to the flanks 8 of the profile, which lie at least partially in radial planes running through the axis 9 of the screw.

Die Bodenwände 13 der Nuten 12 im Sackloch 5 gehören gemeinsam zu einer imaginären zylindrischen oder prismatischen Fläche, deren Erzeugende parallel zur Achse der Schraube verläuft.The bottom walls 13 of the grooves 12 in the blind hole 5 together belong to an imaginary cylindrical or prismatic surface, the generatrix of which runs parallel to the axis of the screw.

Die in Fig. 1 zwischen den Nuten 12 verlaufenden Wandabschnitte 15 des Sacklochs 5 entsprechen den in der in Fig. 3 gezeigten Schnittansicht lotrecht zur Achse der Schraube mit 11 bezeichneten inneren Wandabschnitten.The wall sections 15 of the blind hole 5 running between the grooves 12 in Fig. 1 correspond to the inner wall sections designated 11 in the sectional view shown in Fig. 3 perpendicular to the axis of the screw.

In der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform liegen die Wandabschnite 15 in zur Achse der Schraube parallelen Ebenen und können sämtlich den gleichen Abstand zu dieser aufweisen. In anderen Worten können die inneren Wandabschnitte 11 des in Fig. 3 dargestellten mehrfach gelappten Profils 7 den Seiten eines gleichseitigen Polygons entsprechen, dessen Mittelpunkt in der Achse 9 der Schraube liegt.In the preferred embodiment shown in Fig. 1, the wall sections 15 lie in planes parallel to the axis of the screw and can all be at the same distance from it. In other words, the inner wall sections 11 of the multi-lobed profile 7 shown in Fig. 3 can correspond to the sides of an equilateral polygon whose center lies in the axis 9 of the screw.

Dank diesem Merkmal ist es notfalls auch möglich, die Schraube mittels eines allein an den inneren Wandabschnitten 15 des Sacklochs 5 angreifenden, herkömmlichen Schraubwerkzeugs zu drehen, im vorliegenden Falle also mittels eines Sechskant-Inbusschlüssels.Thanks to this feature, it is also possible, if necessary, to turn the screw using a conventional screwing tool that only acts on the inner wall sections 15 of the blind hole 5, in this case using a hexagonal Allen key.

Nahe der Stirnfläche 4 des Kopfs 3 weist der Rand des Sacklochs 5 eine sich über den gesamten Umfang erstreckende Abschrägung 5a auf.Close to the front face 4 of the head 3, the edge of the blind hole 5 has a bevel 5a extending over the entire circumference.

Das in Fig. 4 dargestellte, zum Drehen der Schraube 1 in das Sackloch 5 derselben einführbare Schraubwerkzeug 6 hat eine Umfangsflache entsprechend einer mit dem Körper des Schraubwerkzeugs koaxialen, imaginären konischen oder pyramidenförmigen Mantelfläche. Im einzelnen hat das Angriffsteil des Schraubwerkzeugs die Form eines Zapfens mit einer Anzahl von radialen Stegen 17, welche mit den radialen Nuten 12 des Sacklochs 5 im Kopf der Schraube in Eingriff bringbar sind. Jeder radiale Steg 17 hat zwei in durch die Achse 19 des Zapfens 16 verlaufenden Ebenen liegende radiale Flanken 18 und eine Außenfläche 20. Die Außenflächen 20 sämtlicher radialer Stege 17 gehören zu einer mit dem Bolzen 16 koaxialen, imaginären konischen oder pyramidenförmigen Mantelfläche, während die die Stege 17 miteinander verbindenden Wandabschnitte 21 zu einer imaginären Umfangswand gehören, deren Erzeugende parallel zur Achse 19 verläuft. Aufgrund einer sich entlang dem gesamten Umfang erstreckenden Abschrägung 40 hat das freie Endstück des Schraubwerkzeugs 6 eine stärker ausgeprägte konische Verjüngung als der anschließende Hauptabschnitt, welche das Einführen des Schraubwerkzeugs in das Sackloch der Schraube erleichtert (Fig. 5). Zum gleichen Zweck ist auch an den die Stege 17 miteinander verbindenden inneren Wandabschnitten 21 eine Abschrägung ausgebildet. Während der Konuswinkel des Hauptabschnitts des Schraubwerkzeugs beispielsweise 3 bis 7 , insbesondere etwa 5 betragen kann, können die Abschrägungen des Endstücks einen Winkel in der Größenordnung von 3Oo aufweisen.The screwing tool 6 shown in Fig. 4, which can be inserted into the blind hole 5 of the screw 1 to turn it, has a peripheral surface corresponding to an imaginary conical or pyramid-shaped surface coaxial with the body of the screwing tool. In detail, the engaging part of the screwing tool has the shape of a pin with a number of radial webs 17, which can be brought into engagement with the radial grooves 12 of the blind hole 5 in the head of the screw. Each radial web 17 has two radial flanks 18 lying in planes running through the axis 19 of the pin 16 and an outer surface 20. The outer surfaces 20 of all radial webs 17 belong to an imaginary conical or pyramid-shaped surface coaxial with the bolt 16, while the wall sections 21 connecting the webs 17 to one another belong to an imaginary peripheral wall whose generatrix runs parallel to the axis 19. Due to a bevel 40 extending along the entire circumference, the free end piece of the screwing tool 6 has a more pronounced conical taper than the adjoining main section, which makes it easier to insert the screwing tool into the blind hole of the screw (Fig. 5). For the same purpose, a bevel is also formed on the inner wall sections 21 connecting the webs 17 to one another. While the cone angle of the main section of the screwing tool can be, for example, 3 to 7 , in particular about 5 , the bevels of the end piece can have an angle of the order of 3Oo.

In einer zur Achse 19 des Zapfens 16 lotrechten Schnittebene (Fig. 6) hat das Schraubwerkzeug 6 ebenfalls ein mehrfach gelapptes Profil mit einer Anzahl von in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung angeordneten Lappen, welche durch die radialen Stege 17 gebildet sind. Wie man in Fig. 6 erkennt, ist der von den beiden Flanken 18 jedes radialen Zahns 17 eingeschlossene Winkel G kleiner als der von den beiden Flanken IA jeder Radialnut 12 eingeschlossene Winkel B. Ferner ist der Abstand P zwischen zwei einander diametral gegenüberliegenden inneren Wandabschnitten 21 des Schraubwerkzeugs kleiner als der Abstand S zwischen zwei einander gegenüberstehenden inneren Wandabschnitten 15 des Sacklochs 5. Beim Einführen des Schraubwerkzeugs 6 in das Sackloch 5 des Schraubenkopfs verbleibt somit zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Sacklochs und des Schraubwerkzeugs jeweils ein in Fig. 6 mit g bzw. f bezeichnetes Spiel, wobei gegebenenfalls auch die äußeren Wandabschnitte 20 des Schraubwerkzeugs nicht in Berührung mit den Bodenwänden 13 des Sacklochs kommen.In a cutting plane perpendicular to the axis 19 of the pin 16 (Fig. 6), the screwing tool 6 also has a multi-lobed profile with a number of lobes arranged at equal angular intervals in the circumferential direction, which are formed by the radial webs 17. As can be seen in Fig. 6, the angle G enclosed by the two flanks 18 of each radial tooth 17 is smaller than the angle B enclosed by the two flanks IA of each radial groove 12. Furthermore, the distance P between two diametrically opposed inner wall sections 21 of the screwing tool is smaller than the distance S between two opposing inner wall sections 15 of the blind hole 5. When the screwing tool 6 is inserted into the blind hole 5 of the screw head, a clearance remains between the opposing surfaces of the blind hole and the screwing tool, designated g and f in Fig. 6, respectively, whereby the outer wall sections 20 of the screwing tool may also not come into contact with the bottom walls 13 of the blind hole.

Wie man weiterhin in Fig. 4 erkennt, hat jeder radiale Steg 17 im Bereich der freien Stirnseite des Schraubwerkzeugs zwei seitliche Abschrägungen 17a.As can also be seen in Fig. 4, each radial web 17 has two lateral bevels 17a in the area of the free front side of the screwing tool.

Wenn das freie Ende des Schraubwerkzeugs 6 wie in Fig. 5 dargestellt auf dem Boden des Sacklochs 5 aufsetzt, bleibt stets ein gewisses Radialspiel zwischen dem Schraubwerkzeug und den Wandungen des Sacklochs erhalten, selbst auch im Bereich der Öffnung des Sacklochs, wie in Fig. 5 durch den Buchstaben &eegr; angedeutet. Dadurch ist gewährleistet, daß sich ein beim Anziehen einer Schraube gegebenenfalls abgebrochenes Endstück des Schraubwerkzeugs jederzeit mühelos aus dem Sackloch entfernen läßt.When the free end of the screwing tool 6 rests on the bottom of the blind hole 5 as shown in Fig. 5, a certain radial play is always maintained between the screwing tool and the walls of the blind hole, even in the area of the opening of the blind hole, as indicated in Fig. 5 by the letter η. This ensures that an end piece of the screwing tool that may break off when tightening a screw can be easily removed from the blind hole at any time.

Zum Anziehen einer Schraube wird das Schraubwerkzeug 6 in das Sackloch 5 des Schraubenkopfs eingeführt, worauf dann das zum Anziehen der Schraube vorgeschriebene Drehmoment mittels des Schraubwerkzeugs 6 auf die Schraube ausgeübtTo tighten a screw, the screwing tool 6 is inserted into the blind hole 5 of the screw head, whereupon the torque prescribed for tightening the screw is then applied to the screw using the screwing tool 6

wird. Beim Einführen des Schraubwerkzeugs 6 in das Sack loch 5 wird das Werkzeug in Axialrichtung vorwärts bewegt, bis es mit dem freien Ende auf dem Boden des Lochs aufsetzt. When inserting the screwing tool 6 into the blind hole 5, the tool is moved forwards in the axial direction until its free end rests on the bottom of the hole.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung deutlich erkennt, ist ein formschlüssiger Eingriff des Schraubwerkzeugs mit der Schraube erzielbar, ohne daß dafür übermäßig enge Fertigungstoleranzen für die Schraube und/oder das Schraubwerkzeug notwendig wären. Nach dem axialen Einführen des Schraubwerkzeugs in das Sackloch des Schraubenkopfs wird das Schraubwerkzeug gedreht, bis jeweils eine Flanke 18 jedes Radialstegs 17 in Anlage an der ihr gegenüberliegenden Flanke 14 der jeweiligen Radialnut 12 kommt. Die anschließend über das Schraubwerkzeug auf die Schraube ausgeübte Anzugskraft wirkt lotrecht auf die Flanken IA und 18 ein, woraus sich die eingangs erläuterten Vorteile ergeben.As can be clearly seen from the above description, a positive engagement of the screwing tool with the screw can be achieved without excessively tight manufacturing tolerances being necessary for the screw and/or the screwing tool. After the screwing tool has been axially inserted into the blind hole of the screw head, the screwing tool is rotated until a flank 18 of each radial web 17 comes into contact with the opposite flank 14 of the respective radial groove 12. The tightening force then exerted on the screw via the screwing tool acts perpendicularly on the flanks IA and 18, which results in the advantages explained at the beginning.

Im Falle eines Abbrechens des Schraubwerkzeugs läßt sich das abgebrochene Endstück desselben jederzeit mühelos aus dem Sackloch entfernen. Ebenso ist das Einführen des Schraubwerkzeugs in das Sackloch jederzeit mühelos bewerkstelligbar. Schließlich ist die Schraube derart ausgebildet, daß für ihre Fertigung Verfahren anwendbar sind, bei denen die Gefahr eines hohen Ausschußanteils ausgeschlossen ist.If the screwing tool breaks off, the broken end piece can be easily removed from the blind hole at any time. The screwing tool can also be easily inserted into the blind hole at any time. Finally, the screw is designed in such a way that processes can be used for its production which exclude the risk of a high proportion of rejects.

In der vorstehend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsform der Neuerung hat das Sackloch des Schraubenkopfs sechs in gegenseitigen Winkelabständen ausgebildete Nuten. Dabei ist jedoch offensichtlich, daß die Anzahl der Nuten und die entsprechende Anzahl der Radialstege am Schraubwerkzeug beliebig groß sein kann. Bevorzugte sind jedoch Ausführungsformen mit sechs oder vier Nuten.In the embodiment of the innovation described above with reference to the drawing, the blind hole of the screw head has six grooves formed at mutual angular distances. However, it is obvious that the number of grooves and the corresponding number of radial webs on the screwing tool can be as large as desired. However, embodiments with six or four grooves are preferred.

Auch der Neigungswinkel der Außenflächen 20 der Stege 17 relativ zur Achse 19 des Schraubwerkzeugs 6 kann beliebij groß sein, beträgt jedoch vorzugsweise nicht mehr als 7The angle of inclination of the outer surfaces 20 of the webs 17 relative to the axis 19 of the screwing tool 6 can also be arbitrarily large, but is preferably not more than 7

wie vorstehend angegeben, um die beim Anziehen der Schraube als Druckaufnahme- und Reaktionsflächen wirksamen Anteile der Radialflanken IA nicht übermäßig zu verkleinern. Die Diametralabmessung des Schraubwerkzeugs im Bereich seines freien Endes sowie die konische Verjüngung des Schraubwerkzeugs sind so zu bestimmen, daß das freie Ende leicht auf dem Boden des Sacklochs im Schraubenkopf aufsetzbar ist. Eine Ausbildung, in welcher die Bodenwände 13 der Nuten 12 des Sacklochs im Schraubenkopf Teile einer zylindrischen Mantelfläche darstellen, verdient im übrigen den Vorzug vor einer Ausführung, in welcher die genannten Bodenwände als Teile einer prismatischen Mantelfläche ausgebildet sind .as stated above, in order not to excessively reduce the portions of the radial flanks IA that act as pressure-bearing and reaction surfaces when tightening the screw. The diametrical dimension of the screwing tool in the area of its free end and the conical taper of the screwing tool must be determined so that the free end can easily be placed on the bottom of the blind hole in the screw head. A design in which the bottom walls 13 of the grooves 12 of the blind hole in the screw head represent parts of a cylindrical surface is also preferable to a design in which the bottom walls mentioned are designed as parts of a prismatic surface.

Die in Fig. 3 den gegenseitigen Abstand bzw. die Breite der Nuten 12 des Sacklochs im Schraubenkopf definierenden Winkel A und B können je nach dem gewünschten Spiel und je nach der für die Stege des Sacklochs und für die Stege des Schraubwerkzeugs notwendigen Festigkeit verschieden groß sein. In gleicher Weise können auch de Winkelabstände zwischen den Nuten des Sacklochs verschieden groß sein. Fig. 7, 8 und 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Schraube mit einem drei Nuten aufweisenden Sackloch, welche mit Vorteil als Diebstahlsicherungsschraube an den Rädern eines Kraftfahrzeugs verwendbar ist. Die Eigenschaft als Diebstahlsicherung ergibt sich aus der Möglichkeit, "n" verschiedene Arten von Schrauben und dementsprechend "n" verschiedene Schraubwerkzeuge herzustellen, indem man die in Fig. 9 angegebenen Abmessungen A, B, C und D und Winkel &ngr; , /S, y· , £ , € und nr) in beliebiger Weise miteinander und mit der Anzahl der Nuten kombiniert.The angles A and B in Fig. 3 defining the mutual distance or the width of the grooves 12 of the blind hole in the screw head can be of different sizes depending on the desired play and the strength required for the webs of the blind hole and for the webs of the screwing tool. In the same way, the angular distances between the grooves of the blind hole can also be of different sizes. Fig. 7, 8 and 9 show an embodiment of a screw with a blind hole with three grooves, which can advantageously be used as an anti-theft screw on the wheels of a motor vehicle. The anti-theft feature arises from the possibility of producing "n" different types of screws and accordingly "n" different screwing tools by combining the dimensions A, B, C and D and angles ν, /S, y· , £, € and nr) given in Fig. 9 in any way with one another and with the number of grooves.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher der Kopf der Schraube nicht mit einem Sackloch versehen ist, sondern stattdessen einen axialen Vorsprung von einer der des in Fig. 1 dargestellten Sacklochs komplementären Form aufweist. Ein für eine solche Schraube verwendbares Schraubwerkzeug hat dann natürlich ein konisches Sackloch von entsprechender Querschnittsf</rni. \ ⁱ : ■Fig. 2 shows an embodiment in which the head of the screw is not provided with a blind hole, but instead has an axial projection of a shape complementary to that of the blind hole shown in Fig. 1. A screwing tool that can be used for such a screw then naturally has a conical blind hole of corresponding cross-sectional f</rni. \ ⁱ : ■

Das bedeutet, daß das Schraubwerkzeug in diesem Falle ein sich erweiterndes Sackloch aufweisen muß, dessen Angriffsflächen denen des axialen Vorsprungs 22 komplementär ausgebildet sind, und welches entlang seinem Rand eine der mit 40 Bezeichneten entsprechende Abschrägung hat.This means that the screwing tool in this case must have an expanding blind hole, the contact surfaces of which are complementary to those of the axial projection 22 and which has a bevel along its edge corresponding to that designated 40.

Im übrigen sind funktionell äquivalente Teile in den Figuren 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Otherwise, functionally equivalent parts in Figures 1 and 2 are designated by the same reference numerals.

Dank den vorstehend im einzelnen beschriebenen Merkmalen erbringt die Neuerung sämtliche Vorteile der zuvor von der Anmelderin vorgeschlagenen Lösung, und dazu noch die Vorteile einer wesentlich vereinfachten Fertigung und der Möglichkeit, das gegebenenfalls abgebrochene Endstück eines Schraubwerkzeugs mühelos zu entfernen.Thanks to the features described in detail above, the innovation offers all the advantages of the solution previously proposed by the applicant, plus the advantages of significantly simplified manufacture and the possibility of easily removing the end piece of a screwing tool that may have broken off.

Dabei ist die Neuerung selbstverständlich nicht auf die vorstehend anhand von Beispielen beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern erlaubt vielmehr die verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen des Neuerungsgedankens.The innovation is of course not limited to the details described above using examples, but rather allows for a wide variety of modifications within the framework of the innovation concept.

Claims (4)

Schraube für Befestigungen mit genau bestimmbarem Anzugsmoment und Schraubwerkzeug für eine solche Schraube SchutzansprücheScrew for fastenings with a precisely definable tightening torque and screwing tool for such a screw Protection claims 1. Schraube für Befestigungen mit genau bestimmbarem Anzugsmoment, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:1. Screw for fastenings with a precisely determinable tightening torque, characterized by the combination of the following features: a) ein am Kopf (3) der Schraube (1) ausgebildetes Angriffsteil (5, 22) für ein Schraubwerkzeug weist in einer zur Achse der Schraube lotrechten Ebene ein mehrfach gelapptes Profil (7) auf, mit einer Anzahl von in Umfangsrichtung ina) an engagement part (5, 22) for a screwing tool formed on the head (3) of the screw (1) has a multi-lobed profile (7) in a plane perpendicular to the axis of the screw, with a number of circumferentially Winkelabständen angeordneten, sich radial auswärts erstreckenden Lappen, welche jeweils zwei wenigstens teilweise in zwei durch die Achse (9) der Schraube verlaufenden Ebenen liegende radiale Flanken (8) sowie einen die radial äußeren Enden der beiden Flanken (8) miteinander verbindenden zentrischen Abschnitt (10) aufweisen, wobei die einzelnen Lappen über zur Achse der Schraube parallelen, ebenen Flächen entsprechende, geradlinige Abschnitte (11) miteinander verbunden sind,radially outwardly extending tabs arranged at angular intervals, each of which has two radial flanks (8) lying at least partially in two planes running through the axis (9) of the screw and a central section (10) connecting the radially outer ends of the two flanks (8) to one another, the individual tabs being connected to one another via corresponding straight sections (11) that are parallel to the axis of the screw and have flat surfaces, b) die den zentrischen Abschnitten der Lappen des mehrfach gelappten Profils entsprechenden Flächenteile (13) des Angriffsteils für das Schraubwerkzeug gehören zu einer imaginären zylindrischen oder prismatischen Mantelfläche, deren Erzeugende parallel zur Achse der Schraube verläuft, undb) the surface parts (13) of the centric sections of the lobes of the multi-lobed profile of the engaging part for the screwing tool belong to an imaginary cylindrical or prismatic surface, the generatrix of which runs parallel to the axis of the screw, and c) die Schraube ist vorzugsweise für den Angriff eines Schraubwerkzeugs bestimmt, dessen Angriffsteil ein dem des Angriffsteils der Schraube komplementäres Profil und eine im wesentlichen konische oder pyramidenförmige Mantelfläche aufweist.c) the screw is preferably intended for engagement with a screwing tool, the engagement part of which has a profile complementary to that of the engagement part of the screw and a substantially conical or pyramid-shaped outer surface. 2. Schraube und dazugehöriges Schraubwerkzeug für Befestigungen mit genau bestimmbarem Anzugsmoment, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Schraube um eine Schraube nach Anspruch 1 handelt und daß das Schraubwerkzeug ein Angriffsteil mit einem dem des Angriffsteils der Schraube komplementären Profil und einer konischen oder pyramidenförmigen Mantelfläche aufweist.2. Screw and associated screwing tool for fastenings with a precisely determinable tightening torque, characterized in that the screw is a screw according to claim 1 and that the screwing tool has an engagement part with a profile complementary to that of the engagement part of the screw and a conical or pyramid-shaped outer surface. 3. Schraube und dazugehöriges Schraubwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubwerkzeug ein Endstück aufweist, dessen Verjüngungswinkel größer ist als der des Hauptabschnitts des Angriffsteils des Schraubwerkzeugs .3. Screw and associated screwing tool according to claim 2, characterized in that the screwing tool has an end piece whose taper angle is greater than that of the main section of the engagement part of the screwing tool. 4. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen und dazwischenliegende Stege des mehrfach gelappten Profils unsymmetrisch ausgebildet sind, daß das für die Schraube bestimmte Schraubwerkzeug ein dieser entsprechendes Profil aufweist und daß die Schraube als Diebstahlsicherung für die Räder eines Kraftfahrzeugs oder ähnliche Zwecke verwendbar ist.4. Screw according to claim 1, characterized in that the lobes and intermediate webs of the multi-lobed profile are asymmetrical, that the screwing tool intended for the screw has a profile corresponding to this and that the screw can be used as an anti-theft device for the wheels of a motor vehicle or similar purposes.